Informazioni sul Corso Fondamenti dei Linguaggi di Programmazione: automi (Teoria degli Automi) 6 crediti Docente: Francesca Levi (email: levifran@di.unipi.it)

Nota 1 Corso Complementare della Laurea Specialistica di Informatica (vecchio ordinamento) Parte del programma di questo corso verra’ coperto dal nuovo corso di Calcolabilita’ e Complessita’ della nuova Laurea Triennale in Informatica a partire dal prossimo anno accademico Questo corso non fa parte di nessun piano di studi delle nuove lauree magistrali

Nota 2 A partire dal prossimo anno accademico il corso verra’ soppresso (non si terranno piu’ le lezioni) Rimane la possibilita’ di svolgere gli esami per i prossimi tre anni accademici

Orario delle Lezioni Mercoledi’: 11-13 B1 Venerdi’: 9-11C Eventuali variazioni d’orario possono essere valutate solo se richieste da un numero consistente di studenti, a patto di avere trovato la disponibilita’ di un’ aula

Informazioni sul Corso Possibili variazioni d’orario, materiale didattico www.di.unipi.it/~levifran/FA.html Ricevimento: martedi’ dalle 14.00 alle 16.00

Modalita’ d’Esame A scelta dello studente esame orale su tutti gli argomenti del corso o seminario che approfondisca uno degli argomenti trattati a lezione In entrambi i casi gli esami dovranno svolgersi nei periodi di appello d’esame standard con le seguenti modalita’: (1) orale su appuntamento (2) seminario su appuntamento o in date fissate, che verranno rese note alla fine delle lezioni Per iscriversi si prega di inviare sempre la richiesta per e-mail con almeno una settimana di anticipo

Contenuti del corso La Teoria degli Automi e’ uno degli argomenti di base dell’informatica teorica Tradizionalmente, studiare dispositivi astratti di calcolo o “macchine” Negli anni ‘30, Turing studio’ una macchina astratta che fornisce un modello della capacita’ dei computer reali Tali macchine permettono di distinguere i problemi decidibili e non decidibili, ed i problemi trattabili ed intrattabili Insieme ai lavori di Cook degli anni ‘60, la base della teoria della calcolabilita’ e della complessita’

Linguaggi Formali Linguaggi intesi in senso sintattico come insiemi di stringhe (inclusi quelli che definiscono i linguaggi di programmazione) Negli anni ‘40,’50 alcuni ricercatori studiarono dei tipi particolari di macchine, dette automi a stati finiti, che permettono di definire alcune classi di linguaggi formali Parallelamente, Chomsky studio’ le grammatiche formali e le loro proprieta’ In questo corso ci occuperemmo dei linguaggi formali, dei vari approcci per definire e riconoscere linguaggi, delle loro proprieta’ e delle relazioni tra i vari approcci

Perche’ studiare TDA? Alcuni dei concetti teorici che studieremo nel corso sono alla base di importanti tipi di software Costruzione dei riconoscitori e traduttori per i linguaggi di programmazione (compilatori): realizzazione del parser, analisi lessicale Software per la verifica di correttezza di circuiti o protocolli Realizzazione di strumenti di elaborazione testuale Strumenti per la specifica e la verifica di sistemi concorrenti, probabililistici e sistemi biologici (solo per menzionare alcune applicazioni) Non studieremo le applicazioni ma i risultati teorici Alcune applicazioni potranno per esempio essere argomenti di seminari

Programma: prima parte Automi a stati finiti. Espressioni regolari. Proprietà degli insiemi regolari. Grammatiche libere dal contesto. Automi a pila. Proprietà dei linguaggi liberi dal contesto. Linguaggi contestuali. Grammatiche non ristrette. La gerarchia di Chomsky.

Programma: seconda parte Automi temporizzati e probabilistici Automi concorrenti L-sistemi P-system Strumenti software di specifica e verifica. Questi sono argomenti che potrebbero essere trattati (quali dipende dal tempo, come andranno le lezioni) Potrebbero essere argomenti di seminari

Libri di Testo Hopcroft J.E., Ullman J.D., Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation, Addison Wesley, Reading, Mass., 1979. Hopcroft J.E., Motwani, R., Ullman J.D., Automi, linguaggi e calcolabilità, Addison Wesley, Pearson Education Italia, 2003. Alur R., Dill D.L., A Theory of Timed Automata, Theoretical Computer Science 126 (1994) 183-225. Salomaa, A., Formal Languages, Academic Press, New York, 1987.